El OlfatoFundamentos de Análisis Sensorial 2011 Prof. Estela Jaime Chini, Andrea Garcia Accardo, Emmanuel Herrera, Ignacio Stradioto, Bruno Usuna, Hernán EL OLFATO La función del olfato la cumplen las células nerviosas especiales que se encuentran en el interior de la nariz, cerca al cerebro, cuyas funciones son la respiración, el olfato, la filtración del polvo y la humidificación del aire inspirado, entre otros. El sentido del olfato lo activan sustancias transportadas por las moléculas de aire hacia la cavidad nasal, donde activan receptores muy especializados del olfato que se encuentran en el epitelio olfatorio. De aquí se transmiten mensajes hacia el bulbo olfativo del cerebro, donde son enviados al lóbulo temporal y producen "la información" o "conciencia" de los olores. Las feromonas son percibidas por los receptores en el órgano vomeronasal, que transmite mensajes a un bulbo olfativo especializado. En la parte superior de la cavidad nasal existe la llamada mucosa olfatoria, que recubre una parte del tabique nasal y los cornetes superiores. Allí es donde se hallan embebidas las neuronas capaces de percibir los olores, que tienen sus terminaciones o dendritas hacia abajo, entremezcladas con otras células de soporte. Éstas son las encargadas de secretar un moco que es el que captura las moléculas. Los axones de las neuronas se dirigen hacia arriba, atravesando el hueso y reuniéndose hasta llegar al bulbo olfatorio. Éste es una especie de membrana que recoge las impresiones y las conduce hacía el nervio olfatorio. De allí pasan a la corteza cerebral, donde son interpretadas. El olfato tiene una sensibilidad extraordinaria, ya que se precisa poca concentración de sustancias olorosas por cada litro de aire para poder percibir la sensación. Por otra parte, las personas pueden distinguir entre unos 3.000 olores distintos. Esto hace que el olfato sea un sentido previo al gusto, ya que nos da indicaciones sobre si un alimento es comestible, y además es complementario, ya que el gusto de los alimentos es una combinación de sensaciones olfativas y de las papilas gustativas. La memoria de los olores Los científicos se han preguntado por mucho tiempo cómo logramos recordar los olores a pesar de que cada neurona olfatoria, presente en el epitelio, sólo sobrevive aproximadamente 60 días, siendo reemplazada por una célula nueva. En la mayor parte del cuerpo, las neuronas mueren sin ningún sucesor. Pero a medida que las neuronas olfatorias mueren, una capa de células troncales ubicadas debajo de ellas, generan constantemente nuevas neuronas olfatorias para mantener un suministro constante. "El misterio era, ¿cómo logramos recordar los olores cuando estas neuronas se están reciclando constantemente y el nuevo lote tiene que formar sinapsis nuevas?", dice Buck. "Ahora sabemos la respuesta: las memorias sobreviven porque los axones de las neuronas que expresan el mismo receptor siempre van al mismo lugar". Y, entonces, algunas etapas del olfato comienzan a rendirse ante los investigadores. Pero muchos misterios perduran. Por ejemplo, ¿qué le sucede a la información, acerca de los olores, después de que ha conseguido llegar desde el bulbo olfatorio hasta la corteza olfatoria? ¿Cómo es procesada allí? ¿Cómo llega a los centros superiores del cerebro, en los cuales se vincula la información acerca de los olores con el comportamiento? Algunos investigadores creen que tales preguntas pueden ser mejor contestadas estudiando a la salamandra. La cavidad nasal de esta criatura, de tipo lagartija, es un saco aplastado. "Uno la puede abrir más o menos como a un libro" para examinar cómo las neuronas olfatorias responden a los olores, dice John Kauer, un neurocientífico en la Facultad de Medicina de Tufts y en el Centro Médico de Nueva Inglaterra en Boston, en Massachusetts, quien ha estado trabajando en el olfato desde mediados de los 70. Las salamandras harán posible el análisis del sistema olfatorio completo, desde los receptores odoríferos hasta las células presentes en el bulbo olfatorio, en niveles superiores del cerebro; e incluso el análisis de la conducta, piensa Kauer. Su grupo de investigación ya ha entrenado a salamandras para cambiar su pielque es el tipo de respuesta conductual que se mide en las pruebas de los detectores de mentira-cuando ellos perciben cierto olor. Para estudiar el sistema entero de un modo no invasivo, Kauer utiliza una serie de fotodetectores que registran al mismo tiempo, desde muchos sitios. Aplica tintes especiales que revelan los cambios de voltaje en las membranas de las células. Luego, enciende una cámara que proporciona una imagen de la actividad en muchas partes del sistema. "Pensamos que esta grabación óptica nos dará un panorama global de lo que hacen todos los componentes, cuando operan juntos", dice Kauer. Espera que "quizá en 10 ó 20 años en el futuro, seamos capaces de hacer una descripción muy cuidadosa de cada paso del proceso". Esto sería un progreso asombroso para un sistema sensorial, que estaba virtualmente inexplorado hace cinco años. Los descubrimientos de Axel y Buck han estimulado el estudio del olfato, y ahora los científicos se congregan en este campo, resurgido ante la posibilidad de, finalmente, lograr resolver sus misterios. Técnicas para evaluar aromas: Son muchas las técnicas descritas. Al elegir la técnica se debe tener en consideración una serie de factores que influyen en los resultados, entre otros podemos citar: - Desconocimiento de la dimensión del estímulo. - Desconocimiento de la región de detección en el órgano mismo. - Imposibilidad de controlar el dolor que se produce por estimulación simultánea del trigémino y que acompaña a la percepción de olores, por ejemplo el lagrimeo al oler cebolla o el estornudo al oler pimienta. - Control de humedad y temperatura de la región olfatoria durante la percepción. Una determinada humedad es necesaria para producir la disolución de la sustancia olorosa en la mucosa. - Control de presión y velocidad de flujo del aire que se emplea en la determinación de olores. - El aire usado debe ser inodoro. - Imposibilidad de cuantificar la sustancia olorosa que llega a la mucosa. - Imprecisión al expresar la intensidad del estímulo. - Los utensilios usados en el análisis de olores poseen olor propio. - Falta un lenguaje común que ayude en la clasificación. - La adaptación o fatiga aparecen con mayor rapidez y perdura más que en otros tests sensoriales. Entre las muchas técnicas descritas y la gran variedad de equipos desarrollados se pueden citar los siguientes: * La técnica de Valentin (1850), consistente en un tubito sellado, encerrado en un recipiente. Se quiebra el tubito y se diluye en el aire del recipiente el cual se huele. La prueba se realiza variando el tamaño del recipiente hasta que el olor no se pueda reconocer. * Técnica de olfacción directa del producto. * Método de Zwaardemaker (1921) que introduce el uso de un olfactómetro, consistente en dos tubos concéntricos, el interior graduado en olfactie y provisto de perforaciones. La muestra es colocada entre ambos tubos y acercada a la nariz, deslizándose el tubo interior en el exterior. * Método de Elsberg (1935), consistente en inyectar aire a un recipiente tapado que contiene la sustancia; se arrastra así a otra salida por la que se inhala. * Método de oclusión de aire o flujo, que consiste en accionar una pera de aire que está conectada a un recipiente que contiene la sustancia a oler, produciendo el desplazamiento de los vapores de ésta por un tubo que se acerca a la nariz. * Método de la botella de inhalación, consistente en una copa en forma de tulipa, tapada, la que se sujeta entre ambas manos para producir la, lenta evaporación del líquido oloroso, transcurridos unos minutos de destapa y huele. * Técnica de von Skramlik, consiste en tapar la nariz con los dedos y respirar por la boca abierta hasta regularizar el ritmo de la respiración, luego se acerca la, banda olfativa o el recipiente que contiene la sustancia olorosa a la boca y se aspira profundamente, se retira el recipiente, se cierra la boca y bota el aire por la nariz. Así se puede degustar el aroma sobre la lengua además de usar el sentido del olfato. El efecto es asombroso y seguro. * Técnica de Wenzel (1950), consiste en una cámara inodora en la, cual el juez inhala la sustancia en condiciones normales, estando ésta en una bolsa plástica. Este mismo sistema ha sido modificado por otros investigadores posteriormente. Umbral del olfato: Este sentido presenta más sensibilidad y posee mayor poder de discriminación que el sentido del gusto. Los valores de umbral descritos en la, literatura, corresponden a valores aparentes, debido a la serie de limitaciones ya descritas. Se estima que en general los umbrales son 10.000 a 20.000 veces inferiores que para el gusto, y que la fatiga se presenta antes. Las sustancias olorosas deben ser puras, por lo que generalmente se recurre a la cromatografía para purificarlas, usándose el índice de refracción como control de pureza. Entre los factores que afectan el umbral están las variables externas, como son el volumen y duración del flujo de aire que llega a la mucosa olfatoria, la humedad del ambiente, ya que a mayor diferencia entre ésta y la de la mucosa es mayor la sensibilidad; también influyen en la agudeza olfatoria la presencia de ruidos. Hay también efecto del hambre, registrándose horas de mayor sensibilidad para disminuir luego de las comidas. También se ha descrito el efecto de algunas sustancias químicas: el alcohol, azúcar y anfetaminas disminuyen la sensibilidad olfatoria; los ácidos tánico, tártrico, acético, el vino y los licores amargos permiten recuperar la sensibilidad luego de las comidas, o el comer alternando con alguno de ellos impide la fatiga. Por otro lado hay que considerar las variables individuales, como son los estados fisiológicos del juez, en que la vasoconstricción por ejemplo, disminuye la percepción; también se requiere un mínimo de secreción de la mucosa para alcanzar la percepción; los estados patológicos de algunos individuos los imposibilitan de participar en paneles de evaluación de olores; entre estos estados tenemos anosmia (no percibe olores), hiperanosmia (la respuesta es exagerada), merosmia (ceguera a ciertos olores), heterosmia (se perciben olores falsos), antosmia (se tiene la sensación sin que exista estímulo). Teorías del olfato: Ninguna de las teorías formuladas hasta ahora puede explicar todos los hechos relevantes concernientes a olores. En general se han propuesto teorías que pueden clasificarse en tres grupos: aquellas que postulan que los olores son irradiados directamente, otras que describen alguna forma de actividad química como parte de la percepción y las últimas que señalan un mecanismo de radiación en la región olfatoria. Definición: Olor es la sensación producida al estimular el sentido del olfato. Aroma es la fragancia del alimento que permite la estimulación del sentido del olfato, por eso en el lenguaje común se confunden y usan como sinónimos. El sentido del olfato se ubica en el epitelio olfatorio de la nariz. Está constituido por células olfatorias ciliadas, las que constituyen los receptores olfatorios. Es un órgano versátil, con gran poder de discriminación y sensibilidad, capaz de distinguir unos 2000 a 4000 olores diferentes. La importancia de los aromatizantes radica en la, función que desempeñan. Y así por ejemplo, puede mezclarse con el aroma propio del alimento al que se agrega; anulándolo; puede generarse una mezcla íntima de ambos, produciéndose un nuevo aroma; o bien puede resultar una, mezcla parcial, manteniéndose las características aromáticas de ambos y desarrollándose además un nuevo aroma. Clasificación: Se han hecho reiterados intentos de agrupar las numerosas sensaciones olfatorias en algunas fundamentales, con resultados menos exitosos que en el sentido del gusto. Veremos algunas de ellas: Ya en 1752 Linneo estableció 7 tipos de olores: fragante, aromático, ambrosiaco, aliáceo, caprílico, fétido y nauseabundo. Más tarde, Zwaardemaker en 1895 agregó a esta clasificación dos olores más: etéreo y quemado. Posteriormente, en 1916 Henning propuso un diagrama espacial en forma de prisma, ubicándose los 6 olores considerados básicos, en los vértices, y estando los olores intermedios ubicados en las aristas y caras del prisma Es una sorpresa para muchas personas saber que los sabores se reconocen principalmente a través del sentido del olfato. Junto con la textura, la temperatura, y las sensaciones que son recibidas por el sentido químico común, la percepción del sabor es una combinación de los olores y sabores. Sin las células olfativas, los sabores familiares como el café o las naranjas serían más difíciles de distinguir. TRASTORNOS DEL OLFATO Los trastornos del olfato tienen muchas causas. La mayoría de las personas comienzan a sufrir trastornos del olfato después de haber tenido algunas enfermedades o lesiones recientes. Los factores desencadenantes más comunes son las infecciones de las vías respiratorias superiores y los traumatismos encéfalocraneano, las infecciones de los senos paranasales, los trastornos hormonales y los problemas dentales, la exposición a ciertos productos químicos como los insecticidas y solventes, y algunos medicamentos también ha estado asociada con trastornos de olfato. Los trastornos del olfato incluyen: Anosmia, ausencia del sentido del olfato. Hiposmia, disminución de la sensibilidad olfatoria. Disosmia, percepción distorsionada de la memoria. Podemos observar, a grandes rasgos, tres grupos de daños del olfato Daños químicos Daños físicos Daños en los tejidos ENFERMEDADES Rinitis, inflamación de la mucosa nasal, puede ser infecciosa o alérgica Sinusitis, inflamación de la mucosa de los senos paranasales. Puede ser aguda o crónica. Resfriado, Pólipos, Alergias, Etc. MECANISMO DE DEFENSA En la naturaleza los seres vivos utilizan al sistema del olfato como medio de defensa al identificar ciertos estados de los alimentos, por ejemplo, si un humano percibe olor putrefacto en una carne, este le generaría un rechazo a pesar de que a simple vista el alimento se vea comestible, este olor nos alertaría del estado del alimento y así podríamos evitar comer un alimento en mal estado el cual podría enfermarnos. En contraste se sabe que en la naturaleza hay animales que podrían ingerir comida en descomposición sin provocare mal alguno, esto se da por que tienen una adaptación diferente a la nuestra. Básicamente el olor a putrefacción se desarolla principalmente por dos sustancias: la cadaverina y la putrescina La putrescina. o putresceína (NH2(CH2)4NH2), más exactamente butano-1,4diamina, es una diamina que se crea al pudrirse la carne, dándole además su olor característico. Está relacionada con la cadaverina; ambos se forman por la descomposición de los aminoácidos en organismos vivos y muertos. La putrescina es producida en pequeñas cantidades por las células vivas gracias a la acción de la ornitina-descarboxilasa. Las poliaminas, de las que la putrescina es uno de los ejemplos más simples, parecen ser factores de crecimiento necesarios para la división celular. Otros compuestos químicos que se caracterizan por su mal olor son el metanotiol y el ácido butírico. La cadaverina (C5H14N2), también conocida como 1,5diaminopentano, pentametilenodiamina, pentano-1,5-diamina es una diamina biogénica que se obtiene por la descomposición del aminoácido lisina. Se encuentra principalmente en la materia orgánica muerta, y es responsable en parte del fuerte olor a putrefacción. La cadaverina se forma por descarboxilación de la lisina, reacción catalizada por la enzima lisina descarboxilasa: Una de las sustancias más nauseabundas que existe es el metilmercaptano y es utilizado en muy pequeñas porciones para darle un característico olor al gas natural metano, y también al butano, para que sea fácil detectar una fuga de gas y evitar su ignición espontánea. Existen algunos de estos olores que son indicadores de defectos en los vinos y que son de gran importancia enológica: Las metoxipirazinas se identifican con aromas a pimiento verde y son los que luego denotan los sabores herbáceos. El MIB (2-metil-isoborneol), y la Geosmina son los que producen olor a tierra - El acido acético produce olor a vinagre y es un fiel indicador de una picadura acética. El acetato de etilo, tiene olor a cola ³scotch´ CH3-COO-CH2-CH3. El acetaldehído, provoca olores a manzana recién cortadas, este compuesto genera un carácter amargo y agrio. - Entre los compuestos azufrados existen varias moléculas que son las responsables: tales como el sulfuro de hidrogeno, el etanotiol y el metionol. y El sulfuro de hidrogeno es el responsable del muy desagradables olor a huevo podrido. H2S Uno de los olores más desagradables en el vino, presenta aromas a cebollas, ajo o gas natural y son provocados por el etanotiol y y - Finalmente el metionol se identifica con olor a coliflor y patata. El diacetilo es el responsable del olor a mantequilla y avellanas El lactato de etilo con aroma a leche agria Las brettanomyces son levaduras que producen olores a cuero, farmacia, caucho quemado, etc. - La acroleína produce un desagradable olor similar a orina de ratón que sumado a los taninos produce amargor en el vino. Algunas aminas como la putrescina o la cadaverina dan olores a carne podrida. - - El benzaldehído provoca un pronunciado aroma a almendra amarga. El estireno provoca aromas a plástico. - El etoxi-hexa-dieno es el que provoca el aroma a hojas de geranio El TDN (trimetildihidronaftaleno) aparece en un vino añejado por más de 15 años y es el responsable del olor a kerosene. - El TCA (2,4,6-tricloroanisol) y el TeCA (2,3,4,6-tetracloroanisol) responsables del olor a corcho, este defecto se da por la contaminación del tapón mismo.